中文

双玻色子星:并合动力学与旋转遗迹星的形成

广义相对论与量子宇宙学 2023-06-14 v2 高能天体物理现象 高能物理 - 唯象学

摘要

标量玻色子星作为探索一大类超致密且模仿黑洞的物体的非线性动力学的简单模型而备受关注。在此,我们研究构成这些星的标量物质中相互作用的影响。特别地,我们展示了标量相位与涡旋结构在双玻色子星晚期旋进、并合及并合后振荡过程中所起的关键作用,以及它们对并合遗迹性质的影响。为此,我们构造满足约束的双玻色子星初始数据,并对非线性的爱因斯坦-克莱因-戈登方程组进行数值演化。我们证明标量相互作用可显著影响旋进引力波的振幅与相位,以及并合后潜在的超重质量相的持续时间。若并合后形成黑洞,我们发现其自旋角动量与类似的双黑洞和双中子星并合遗迹一致。此外,我们建立了一个映射,可近似预测任意给定双玻色子星并合的遗迹性质。在该映射指导下,我们借助数值演化首次明确演示:两个无自旋玻色子星的并合可作为遗迹形成旋转玻色子星。我们刻画了这一新形成机制并讨论其稳健性。最后,我们评论了其对旋转普罗卡星的意义。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.06627,
  title  = {Binary boson stars: Merger dynamics and formation of rotating remnant stars},
  author = {Nils Siemonsen and William E. East},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.06627},
  year   = {2023}
}

备注

29 pages, 20 figures; updated to match PRD version